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硬质合金金相图谱的制作.pdf

硬质合金金相图谱的制作

绿鹅
2010-12-15 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《硬质合金金相图谱的制作pdf》,可适用于工程科技领域

硬质合金金相图谱的制作钟奇志(株洲硬质合金集团有限公司湖南株洲)摘要简述了硬质合金的金相图谱的制作过程介绍了制作过程中重点问题的解决办法以及制作的金相图谱的特点。该整套图谱对现有的金相检测图谱是一个非常丰富的补充具有重要的实用意义。关键词硬质合金金相图谱金相检测彩色图谱!!!!"!"!!!!"!"分析检测作者简介:钟奇志男()毕业于北京科技大学金属物理专业现供职于株洲硬质合金集团有限公司从事检测、研发、工艺工作。第卷第期年月VolNoDec硬质合金CEMENTEDCARBIDE前言金属的显微组织对其性能有着决定性的影响因而金相检验是硬质合金生产检验的重要部分它对于硬质合金生产中的质量控制、工艺改进、新产品研发都具有重要的指导意义。目前硬质合金金相检验使用的图谱主要就是年月出版的《硬质合金金相图册》以及国际标准:ISO《硬质合金显微组织的金相测定》和ISO《硬质合金孔隙度和非化合碳的金相检验方法》。而且ISO及ISO的金相检验标准中也只有很简单的示例图谱对于现已形成和生产的各种类型的合金牌号只有成分及各项指标的数据而未能有与各牌号对应的金相图谱来显示其金相显微组织结构。随着科技的发展对合金的金相检测较为严格质量要求高经常要求提供样品的金相检测及图像的电子文本以便于网上交流传统的金相照片已不适应此要求而且目前在国内外彩色的金相图谱还是很少见到的。所以制作出一套具有彩色、黑白两种类型的硬质合金金相图谱很有意义。本文就制作新的金相图谱的方法作一个简单的介绍。制作方法选取金相试样选取合适、有代表性的金相试样是金相分析研究中至关重要的一步。一种是系统取样试样要有代表性。另一种是指定取样即根据所研究的问题有针对性地取样。以使制作的金相图谱更准确制作过程中必须合理地应用这两种取样方法。要做好这项工作首先必须全面了解和熟悉各合金牌号的用途、检测标准、质量状况等特点。对于各牌号样品的选取要特别关注其代表性和合格性。为了制作图片时更有选择性通常一个牌号同时选取几片试样而且通常各牌号的同一个金相试样磨面在高倍显微镜下具有上万个视场每个视场的图像千变万化都存在着差异所以选取制作真正有代表性的图像还必须在摄制图像的时候仔细观测和筛选。对于特色样品的选取要有针对性。尤其是有缺陷类型的其样品的收集必须要在生产检测中及时和长期的跟踪。制样正确的试样制备方法对观察、辨别、记录和测量试样的真实微观形貌是非常重要的。对于制作图谱用的金相试样的制作要求不同于一般的检测的金相制样。首先对于制作图像的试样磨面平面度要特别的好因为在放大倍的显微镜下试样磨面的任何弧度都会造成摄影焦点不一致图像就不能完整而清晰地反映样品的本来特征。在显微镜下显微镜的倍率高则可能显示很多细节的影像。试样上细微的划痕、腐蚀坑、变形也会暴露、显现这对于清第卷硬质合金硬质合金硬质合金硬质合金第卷硬质合金硬质合金硬质合金硬质合金第卷硬质合金硬质合金硬质合金硬质合金第卷硬质合金硬质合金硬质合金硬质合金第卷硬质合金硬质合金硬质合金硬质合金第卷硬质合金硬质合金硬质合金硬质合金第卷硬质合金硬质合金硬质合金硬质合金第卷硬质合金硬质合金硬质合金硬质合金第卷硬质合金硬质合金硬质合金硬质合金晰的图像以及正确的显微组织显示是一大干扰。要制作出高质量的金相试样主要必须关注和制定合理的制样程序以及科学的抛光方法。制样程序主要是研磨抛光两大类别。以下分别简述:研磨研磨过程通常采用湿磨。湿磨可减少试样的发热而且在制备过程中可以阻止外来金属的干扰和加载。研磨过程中它自身产生的磨痕必须在后一个阶段被去除。磨痕的深度随着磨粒尺寸的减小而减小。对于给定的磨粒尺寸材料的硬度降低则磨痕加深。在研磨硬度很高的材料时例如陶瓷和硬质合金材料使用的是磨粒是μm到μm的树脂结合或者金属结合的金刚石磨盘金刚石应均匀的分布在其表面上。抛光除了用改进的抛光夹具进行机器抛光手工抛光仍然是最基本的抛光方法:*试样的移动。试样要用手夹持住试样在轮盘的边缘和中心间不断的移动从而保证抛光研磨剂的分布均匀。每一个步骤后试样都旋转°~°以保证研磨剂均匀分布。*清洗和烘干。为去除抛光时的油污等杂质试样要用清洗剂及流动水来清洗最后在干净的气流中吹干。如果油污较重时则要用乙醇溶液清洗。使用机器设备及其夹具进行制样与手工制样相比可以得到更好的平面度保持更好的边缘减少人为痕迹如划伤、拖痕、斑点和彗星尾效应。手工抛光却具有方便的优势。当机器抛光时为了平衡夹具上要求装上三至五个试样。而且试样被研磨平整后才能采用机器抛光。所以应根据不同的情况合理使用机器抛光以及手工抛光的方法。试样的制样程序研磨经过粗磨、中磨和细磨三道工序。金刚石磨盘从粗到中再到细可确保前一道工序产生的磨痕等能在后一道中去除。试样经过约μm抛光剂抛光后再使用μm抛光剂进行精细抛光比普通制样多进行一次精细抛光。对于钴含量相差很大的试样制作过程还需要特别讲究。通常钴含量很高的显微硬度低磨削粒子较容易产生磨削痕迹这类试样必须采用较低的磨削及抛光压力同时通过加长磨削时间以及抛光时间进行补偿使其试样磨削量和效果达到要求。这样制作的试样磨抛面优良如图所示。图像摄取使用的显微镜为LEICADMRE,配置倍物镜。该套进口的图像分析仪设备是较新型的设备。传统的金相摄影过程包括通过摄像装置在感光片上形成潜影然后经过暗室技术制成负片再将负像印在印相纸上制成为相片其过程耗时很长程序多从摄影到制成相片通常需用~天时间。其效果要在最终出相片时才能确定而且通常为黑白相片。在实践检测观察时合金中的WC、Co等各种相成分是有颜色的尤其是一些微量相成分具有不同的特殊颜色。但在灰色黑白图像中就表现为黑色斑点如同孔隙一样以致于在黑白图像中容易混淆。这时彩色图像就显示其特别的优势能够显示出金相检验中图像的大量丰富的信息。灰色图谱的摄制中重要的是反差、亮度、曝光量但彩色图像制作则要考虑更多的因素包括白平衡、色彩校正、等等。彩色图像的色彩一致问题彩色图像一经摄入电脑后就只能调整明暗、反差不能再调色彩而不同粒度、成份的样品及腐蚀剂的新旧、温度均影响金相面的色彩放大倍后其差别更显著。要保持一致必须反复制样观测打印比较。经过对已有图像用ACDSEE中的调节功能试用,发现有一些图像可大体调节色彩,但大部分图像色彩调节相差悬殊,所以对已有图像的色彩调节不能实现,要使图像最后色彩一致,只能从图像第一次观测和抓图、摄取图像时来保障:*色彩检定选取粗晶样品通过比较确定一种颜色为色彩标样用于制作过程中色彩的校正。*充分考虑到色彩的色温、三原色原理使用光源时要讲究尤其是调节光强度时要均匀。腐蚀方法腐蚀剂的选取原则是必须产生清晰的相或者晶图精细制样的显微结构×倍··第期粒的边界或者强烈的颜色对比。试样腐蚀后的反差要基本一致对于不同类型的牌号要求大致相同。检测中通常采用国际标准:ISO《硬质合金显微组织的金相测定》中的方法为了保持其一致通用性采用其中的试样腐蚀剂对于其使用的腐蚀方法则需要进行试验以满足制作图像的要求。腐蚀溶液对样品的色彩及效果的影响的试验按ISO标准的腐蚀溶液腐蚀溶液为氢氧化钾溶液与铁氰化钾溶液按﹕比例的混合溶液进行样品腐蚀、观测及作图像的效果主要结论为:a)腐蚀分钟图像中大部分的晶界线条未显示显微镜直接观测较合适。如图所示。b)腐蚀分钟图像中大部分的晶界线条显示出来但因为晶界处的微观化学反应加强对晶粒有很轻微的圆化此处的颜色有轻微差别与晶粒的主要颜色不一致放大倍显微摄取图像时差别更加明显同时也显得整个图像的清晰度差。如图所示。c)腐蚀分钟图像中大部分的晶界线条显示出来总体上较好。如图所示。d)晶界线条的显示程度与样品牌号有很大的关系情况就变得复杂化。e)效果较好时腐蚀时间分别为:细晶粒牌号~分钟粗晶YG类牌号约分钟高钴合金牌号约分钟。根据这些试验可以综合采用一种通用性好的腐蚀方案:选出同一牌号的样品片以上先在第一片样品上加上标准的腐蚀溶液过一分钟在第二片样品上加上标准的腐蚀溶液再过一分钟在第三片样品上加上标准的腐蚀溶液然后过三分钟后一起用水清洗去⋯⋯这样一来不管是何牌号样品都存在有分钟、分钟、分钟的不同腐蚀程度的样品再在显微镜中观测选出好的区域和摄取图像可以较大地提高工作效率。代表性视场的选择在放大倍的显微镜下每个视场的图像绝无一致。一个样品需要观测成百上千个视场。根据长期以来的检测经验选择确定好有代表性的视场。有的试样需要制作多张图像再进行评价挑选。此项工作贯穿于每一个样品的图像摄制过程。文本的设计制作经摄制的图像进入电脑以后图像的大小只能以图像中附加的标尺来说明为了使打印图片的大小符合传统图片的大小以及要与显微镜观测时的大小一致、感觉相同图片的尺寸必须与放大倍率相吻合。摄取了相当数量的、各类型样品图像共计约有张初稿。根据已摄制的存于电脑中的各种图像按类别从中选取相应的、合适的图像确定为各文件夹中的电子图像。缺陷类的图谱要根据摄制时的信息并仔细对图腐蚀分钟后样品的显微结构图腐蚀分钟后样品的显微结构图腐蚀分钟后样品的显微结构钟奇志:硬质合金金相图谱的制作··第卷硬质合金硬质合金硬质合金硬质合金第卷硬质合金硬质合金硬质合金硬质合金第卷硬质合金硬质合金硬质合金硬质合金第卷硬质合金硬质合金硬质合金硬质合金第卷硬质合金硬质合金硬质合金硬质合金第卷硬质合金硬质合金硬质合金硬质合金第卷硬质合金硬质合金硬质合金硬质合金第卷硬质合金硬质合金硬质合金硬质合金第卷硬质合金硬质合金硬质合金硬质合金应好其摄制时的放大倍率对有些图像重新附加标尺在Word文本中将其摄制时的放大倍率标注于该图片的左边其中所注明的放大倍率是指显微镜实时观测时的光学放大倍率。同时还必须标注写上该图片说明的缺陷类型、金相试样的处理方式。在工作开始时必须建立对应于不同类型试样图像的文件夹用于储存摄制的各种图像随后经过不断补充修改、最后完善。文本打印出草图校对。由于图片多有时出现位置、图像尺寸出错的现象必须认真校对。所有的图像尤其是文本中的图片还必须根据打印的草图来修正其对比度亮度等最后用相片纸打印成样本图分类别装订成册。图谱的特点及应用本方法制作的图谱主要包含有:在线生产的硬质合金牌号的样本图谱硬质合金常见缺陷的样本图谱研发类及国外牌号类的样本图谱除了常见的黑白图谱外还制作了大量的彩色图谱以及电子图像。目前传统的金相图片都是通过摄像及暗室技术洗印的相片不便于网上以及电子传媒使用该图谱的电子版本第一次制作出了光学金相图片的电子图谱能适用于计算机阅读可随意放大、下载、网上传输等等对于技术交流、研讨等都非常简便快捷。传统的金相图片都为黑白相片有的腐蚀方法也不符合ISO的标准规范而且目前国内外彩色金相图谱还是很少见到的。对于光学金相技术而言彩色图像比黑白相片更为真实、直观、细致信息量更为丰富。在硬质合金金相检测实践中关于硬质合金常见缺陷的图片不多况且每种缺陷的形态各异在低倍、高倍下所表现出来的图像效果都有区别例如:孔隙、混料、脱碳相等在不同倍率下图像效果不同该图谱示例了各种硬质合金缺陷的多种表现形式具有创新性和很大的实用价值。该样本图谱版本能显示和记载各种牌号硬质合金大量的用文字资料等不能描述清楚的大量产品信息。总结硬质合金金相图谱将会在以下几个方面发挥积极作用:()提高硬质合金质量检验的效率确保合金质量的稳定。()硬质合金牌号的推广使用有利于与用户进行网上交流沟通和感性认识有利于产品市场的推广、扩大。()有利于产品质量改进新产品的研究开发。()样本图版本能显示合金牌号的文字不能描述的大量信息其使用价值和年限也非常长久。参考文献王国栋《硬质合金生产原理》冶金工业出版社收稿日期()FactureofHardAlloyMetallographicPhotosZhongQizhi(ZhuzhouCementedCarbideGroupCo,LtdHunanZhuzhou,China)ABSTRACTThispaperdescribesthefactureofhardalloymetallographicphotos,thesolutionofthekeyprobleminfacture,andthecharacteristicofthemetallographicphotosThewholesetofphotosareaprofuseadditiontothecurrentmetallographictestphotos,andithasmomentouspracticalsignificanceKEYWORDShardalloy,metallographic,photos,metallographictest,chromaticphotos··

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